6 月 26 日消息，韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)（POSTECH）的金元培教授和他的團(tuán)隊(duì)利用錳鐵氧體（Mn3-xFexO4）納米片作為鋰離子電池的陽(yáng)極材料，通過(guò)調(diào)控電子自旋，提高了電池的儲(chǔ)能能力和充電速度。該項(xiàng)研究成果已發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上，并被選為封面文章。

據(jù)了解，目前即使使用快充方法，電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間通常也至少需要 30 分鐘。如果我們能像加油一樣快速地為電動(dòng)汽車(chē)充電，就可以緩解充電站的短缺問(wèn)題。

鋰離子電池的效率取決于陽(yáng)極材料儲(chǔ)存鋰離子的能力。近日，金元培教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種新型的陽(yáng)極材料。他們采用了一種新穎的自混合方法，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的置換反應(yīng)過(guò)程，合成了具有較大表面積的錳鐵氧體納米片。這種新型材料可以?xún)?chǔ)存更多的鋰離子，突破了其理論極限。

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新方法來(lái)合成錳鐵氧體納米片，這種材料既有優(yōu)異的鋰離子儲(chǔ)能能力，又有良好的鐵磁性。首先，在混合了錳氧化物和鐵的溶液中進(jìn)行了一次置換反應(yīng)，形成了一個(gè)異質(zhì)結(jié)構(gòu)化合物，內(nèi)部是錳氧化物，外部是鐵氧化物。然后，團(tuán)隊(duì)利用水熱法制備出厚度僅為納米級(jí)的錳鐵氧體納米片。這種方法利用了高自旋極化的電子，顯著提高了儲(chǔ)存大量鋰離子的能力。

這項(xiàng)創(chuàng)新使得團(tuán)隊(duì)有效地超越了錳鐵氧體陽(yáng)極材料的理論容量 50% 以上。增加了陽(yáng)極材料的表面積，使得大量的鋰離子可以同時(shí)移動(dòng)，從而提高了電池的充電速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，只需要 6 分鐘就可以為與目前市場(chǎng)上電動(dòng)汽車(chē)相當(dāng)容量的電池充滿電。

這項(xiàng)研究簡(jiǎn)化了制備陽(yáng)極材料的復(fù)雜過(guò)程，在提高電池容量和加快充電速度方面取得了突破性進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人金元培教授表示，“我們提供了一種新的理解，如何通過(guò)利用電子自旋對(duì)表面進(jìn)行改性，來(lái)克服傳統(tǒng)陽(yáng)極材料的電化學(xué)限制，并增加電池容量。”他對(duì)這項(xiàng)發(fā)展表示樂(lè)觀，認(rèn)為它可能會(huì)提高電動(dòng)汽車(chē)的電池壽命和降低充電時(shí)間。

這項(xiàng)研究得到了韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)和科學(xué)技術(shù)通信部的中期研究者計(jì)劃和先進(jìn)研究中心計(jì)劃，以及貿(mào)易工業(yè)能源部的下一代可充電鋰離子電池性能提升和新制造技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃的支持。

這可能是鋰離子電池化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重大突破。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠商業(yè)化，將樹(shù)立一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)。即使對(duì)于手機(jī)等小型系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，容量增加 50% 也將是一個(gè)重大變化。而且，保持相同的容量也可以節(jié)省鋰的使用量。而 6 分鐘充滿電則更是前所未聞，希望這項(xiàng)技術(shù)能夠盡快實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的韩国科学家研发出新型锂离子电池材料，电动汽车可在 6 分钟内充满电的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。